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Rappel sur le chauffage
Un système de chauffage comporte 2 parties :
- La production
- L’émission
Les déperditions d’une pièce sont la somme de :
- La chaleur perdue par conduction des parois
P = ∑ ( k x S x ( T_int – T_ext ) )
P, puissance en kcal/h (1 kcal/h = 0.28 Watt = 4184 J/h)
k, coeff. de transmission thermique en kcal/(m².h.°C)
T_int, la température intérieure en °C
T_ext, la températeure extérieure en °C
- La chaleur perdue par renouvellement de l’air
P = c x v x ( T_int – T_air_neuf )
- P, puissance en kcal/h (1 kcal/h = 0.28 Watt)
- c, chaleur volumique de l’air en kcal/(m3.°C) (généralement 0.3)
- v, le débit d’air neuf en m3/h
- T_air_neuf, la température de l’air neuf
Ces déperditions sont compensées par le/les émetteur(s) du système de chauffage. (Radiateur, convecteur, plinthe chauffante, plancher/mur chauffant, ventilo-convecteur,…)
La puissance d’un émetteur est :
P = k x S x ( T_int – T_eau_moy )
- k, le coefficient d’émission du corps en kcal/(h.m².°C)
- S, sa surface en m²
- T_int, la température ambiante en °C
- T_eau_moy , la température moyenne de l’eau :
= ( T_eau_entrée + T_eau_sortie ) / 2
On se réfèrera aux tables/abaques du constructeur.
La puissance des émetteurs d’une pièce doit évidemment couvrir les déperditions de celle-ci.
La puissance de la production doit couvrir les déperditions de l’ensemble des pièces traitées par le système de chauffage.
Rappel : La puissance d’un émetteur est :
P = k x S x ( T_int – T_eau_moy )
- k, le coefficient d’émission du corps en kcal/(h.m².°C)
- S, sa surface en m²
- T_int, la température ambiante en °C
- T_eau_moy , la température moyenne de l’eau : = ( T_eau_entrée + T_eau_sortie ) / 2
Pour le dimensionnement du système, les déperditions d’une pièce sont calculées dans les pires conditions (t_ext minimum et renouvellement d’air maximum).
Le système de chauffage devra toutefois réguler la puissance de l’émetteur afin de couvrir les déperditions instantanées. Il fonctionnement rarement à plein régime.
On constate que l’on pourra moduler la puissance de l’émetteur en faisant varier T_eau_moy.
T_eau_moy = ( T_eau_entrée + T_eau_sortie ) / 2
Pour faire varier cette données, on dispose de 2 possibilités :
- faire varier la température d’entrée du fluide, le débit étant constant,
- faire varier le débit du fluide, la température d’entrée étant constante.
(Faire varier le débit aura pour effet de faire varier la température de sortie du fluide.)
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On voit qu’une régulation par la température d’entrée est très linéaire.
La puissance de l’émetteur est pratiquement proportionnelle à la température d’entrée du fluide.
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Une régulation sur le débit est possible, mais la courbe n’est pas linéaire :
- En faisant varier le débit de 0 à 20%, la puissance varie de 0 à 85%
- En faisant varier le débit de 20 à 100%, la puissance varie de 85 à 100%
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La régulation par le débit est donc intrinsèquement plus difficile à réaliser.
Et c’est pour cette raison que la plupart des systèmes de chauffage sont régulés par la température du fluide plutôt que le débit.
D’une manière générale :
- le système doit assurer un débit constant aux émetteurs
- le système pourra faire varier la puissance en faisant varier la température du fluide.
On notera que la régulation ne se fait pas toujours sur la température de l’eau. Par exemple, les radiateurs sont très souvent munis d’un robinet thermostatique qui régule le débit d’eau dans l’émetteur.
Les différents composants
d’une installation de chauffage
Un système de chauffage se compose typiquement :
- d’un générateur de chaleur (gaz, fioul, bois, électrique,…)
- d’un ou plusieurs circuits (alimentation des émetteurs en eau chaude)
- d’une pompe (pour assurer la circulation de l’eau (sauf thermosiphon))
- d’une vanne 3 voies motorisée
- d’un système de commande (électromécanique, électronique ou informatique)
- d’un vase d’expansion (pour permettre la dilatation différentielle fluide/conduit)
- de robinets/vannes d’équilibrage
- de sondes (température)
- de purgeurs d’air (Evacuation de l’air au remplissage et de l’air initialement dissout dans le fluide)
Les visuels suivants sont la propriété de la société BINESSE spécialisée en
implants dentaires.
Générateurs de chaleur |
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Attention, il arrive fréquemment qu’un schéma partiel soit fourni.
Dans l’exemple ci-dessous, on trouve certainement dans la chaudière, pour chacun des 3 circuits primaires (2 chauffages, 1 ECS) une régulation par vanne 3 voies.
Le circuit ECS, amené à produire de l’eau à 70°C quelque soit la saison est forcément indépendant.
Il y a probablement 2 circuits chauffage indépendant (un à droite, l’autre à gauche). Cela est utile lorsque le bâtiment présente des charges thermiques différentes (façade nord ou sud) ou utilise des émetteurs à des températures différentes.
En plus des 3 régulations internes, 1 régulation externe par vanne 4 voies a été installée.
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NLS's Test 2012-12-28 15:53:10
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